【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置に関するものであり、より具体的には、各走査のつなぎ目に生じるスジ状の濃度ムラや、双方向記録で生じる色ムラの抑制方法に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）や複写装置、ワード・プロセッサ等のＯＡ機器が広く普及しており、これらの機器の画像形成（記録）装置の一種としてインクジェット方式によりディジタル画像記録を行う装置が急速に発展、普及している。特にＯＡ機器の高機能化とともにカラー化が進んでおり、これに伴なって様々なカラー・インクジェット記録装置が開発されてきている。
【０００３】
一般にインクジェット記録装置は、記録手段（プリントヘッド）およびインクタンクを搭載するキャリッジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御する制御手段とを具備する。そして複数の吐出口からインク液滴を吐出させるプリントヘッドを記録紙の搬送方向（副走査方向）と直行する方向（主走査方向）にシリアル・スキャンさせ、一方で非記録時に記録幅に等しい量で間欠搬送するものである。
【０００４】
さらには、カラー対応のインクジェット記録装置の場合、複数色のプリントヘッドにより吐出されるインク液滴の重ねあわせによるカラー画像を形成する。
【０００５】
インクジェット記録装置においてインクを吐出させる方法としては、▲１▼吐出口近傍に発熱素子（電気／熱エネルギー変換体）を設け、この発熱素子に電気信号を印加することによりインクを局所的に加熱して圧力変化を起こさせ、インクを吐出口から吐出させるサーマル方式と、▲２▼ピエゾ素子等の電気／圧力変換手段を用い、インクに機械的圧力を付与してインクを吐出するピエゾ方式、などが用いられている。一般に、前者のサーマル方式は、ノズルの高密度化が容易である反面、発熱を利用するためにインクやヘッドの劣化を招きやすい。一方、後者のピエゾ方式は、吐出制御性に優れ、またインクの自由度が高く、ヘッド寿命が半永久的であるといった特徴がある。
【０００６】
この記録方法は、記録信号に応じてインクを微少な液滴として吐出口から記録媒体上に吐出しすることにより文字や図形などの記録を行うものであり、ノンインパクトであるため騒音が少ないこと、ランニング・コストが低いこと、装置が小型化しやすいこと、およびカラー化が容易であること、などの利点を有していることから、コンピュータやワードプロセッサ等と併用され、あるいは単独で使用される複写機、プリンタ、ファクシミリ等の記録装置において、画像形成（記録）手段として広く用いられている。
【０００７】
図１２および図１３はそれぞれインクジェット記録装置のコントローラ部およびエンジン部の概略構成を示すブロック図である。
【０００８】
まずコントローラ部の機能および概略動作について説明する。ＣＰＵ１６０１はＵＳＢインタフェース１６０４あるいはＩＥＥＥ１３９４インタフェース１６０５を介してホストＰＣ１６０６（１６０７）に接続されており、制御プログラムを格納したＲＯＭ１６０８や更新可能な制御プログラムや処理プログラムや各種定数データなどを格納したＥＥＰＲＯＭ１６１０、及びホストＰＣ１６０６から受信したコマンド信号や画像情報を格納するためのＲＡＭ１６０８にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。
【０００９】
操作パネル１６１２のキーから入力される指示情報は操作パネルインタフェース１６１１を介してＣＰＵ１６０１に伝達され、またＣＰＵ１６０１からの命令により同様に操作パネルインタフェース１６１１を介して操作パネル１６１２のＬＥＤ点灯やＬＣＤ表示が制御される。
拡張インタフェース１６１６はＬＡＮコントローラやＨＤＤなどの拡張カードを接続することにより機能拡張を行うためのインタフェースである。画像情報は画像データ処理ブロック１６１３により各インク色のドットデータに変換され、エンジン（図外）へ出力される。またコントローラとエンジンの間の各種コマンドやステータス情報の送受信は同様に画像データ処理ブロック１６１３を介して行われる。
【００１０】
次にエンジン部の機能および動作概要について説明する。エンジン部はバンドメモリ制御ブロック１７１２を介してコントローラ（図外）と接続されている。ＣＰＵ１７０１は制御プログラムを格納したＲＯＭ１７０３や更新可能な制御プログラムや処理プログラムや各種定数データなどを格納したＥＥＰＲＯＭ１７０４、及びコントローラ（図外）から受信したコマンド信号や画像情報を格納するためのＲＡＭ１７０２にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。
【００１１】
出力ポート１７０５及びキャリッジモータ制御回路１７０７を介してキャリッジモータ１７０９を動作させることによりキャリッジ１７１１を移動させ、また、出力ポート１７０５及び紙送りモータ制御回路１７０６を介して紙送り紙送りモータ１７０８を動作させることにより搬送ローラなどの紙搬送機構１７１０を動作させる。さらにＣＰＵ１７０１は、ＲＡＭ１７０２に格納されている各種情報に基づきバンドメモリ制御ブロック１７１２やプリントヘッド制御ブロック１７１４を制御してプリントヘッド１７１５を駆動することにより記録媒体上に所望の画像を記録することができる。
【００１２】
また、図外の電源回路からは、ＣＰＵや各種制御回路を動作させるためのロジック駆動電圧Ｖｃｃ（たとえば３．３Ｖ）、各種モータ駆動電圧Ｖｍ（たとえば２４Ｖ）、プリントヘッドを駆動させるためのヒート電圧Ｖｈ（たとえば１２Ｖ）、等が出力される。
【００１３】
上述の処理過程にあるように、入力された多階調の画像情報はハーフトーン処理によってインクジェット記録装置が出力可能な階調数（ドットデータ）に変換される。この疑似階調表現手法として誤差拡散法とディザ法が広く知られている。
【００１４】
誤差拡散法では、注目画素について周辺画素に拡散係数を割り当て、注目画素において発生する量子化誤差を拡散係数に応じて周辺画素に振り分ける。これにより画像全体の濃度は保存されることになり、良好な疑似階調表現が可能となる。
【００１５】
一方、ディザ法では、マトリクス状に構成された閾値からなるディザマトリクスを用意し、この各閾値と入力データの各画素との１対１の画素比較を行いＯＮ／ＯＦＦを決定する。一般にディザ法では誤差拡散法を適用した画像に比べて画品位が低下する傾向にあるが、誤差拡散法は誤差が伝播するまで次画素の処理に移行できないため高速処理が困難である。
【００１６】
従来のインクジェット記録方法においては、インクのにじみのない高発色のカラー画像を得るためにはインク吸収層を有する専用コート紙を使用する必要があったが、近年はインクの改良等によりプリンタや複写機等で大量に使用される普通紙への印字適性を持たせた方法も実用化されている。さらにはＯＨＰシートや布、プラスチック・シート等の様々な記録媒体への対応が望まれており、こうした要求に応えるため、インクの吸収特性が異なる記録媒体（記録メディア）を必要に応じて選択した際に記録媒体の種類に係わりなく最良の記録が可能な記録装置の開発および製品化が進められている。
【００１７】
また記録媒体の大きさについても、宣伝広告用のポスタや衣類等の織布では大サイズのものが要求されてきている。このようなインクジェット記録装置は、優れた記録手段として幅広い分野で需要が高まっており、より一層高品位な画像の提供が求められ、また更なる高速化への要求も一段と高まっていると言える。
【００１８】
一般に、カラー・インクジェット記録方法は、シアン（Ｃｙ），マゼンタ（Ｍｇ），イエロー（Ｙｅ）の３色のカラー・インクを使用し、また、さらにはブラック（Ｂｋ）を加えた４色のインクを使用してカラー記録を実現する。このようなカラー・インクジェット記録装置においては、キャラクタのみ印字するモノクロ・インクジェット記録装置と異なり、カラー・イメージ画像を記録するにあたっては、発色性や階調性、一様性など、様々な要素が必要となる。
【００１９】
しかし、記録される画像の品位はプリントヘッド単体の性能に依存するところが大きい。プリントヘッドの吐出口の形状や電気／熱変換体（吐出ヒータ）のばらつき等のプリントヘッド製作工程時に生じるノズル毎の僅かな違いがそれぞれに吐出されるインクの吐出量や吐出方向の向きに影響を及ぼし、最終的に形成される記録画像の濃度ムラとして画像品位を劣化させる原因となる。
【００２０】
その結果として、ヘッド主走査方向に対して周期的にエリア・ファクタ１００％を満たせない”白”の部分が存在したり、逆に必要以上にドットが重なり合ったり、あるいは白筋が発生したりすることとなる。これらの現象が通常人間の目で濃度ムラとして感知される。
【００２１】
そこで、これらの濃度ムラ対策としてマルチパス記録法と呼ばれる方式が提案されている。簡単のために８ノズルからなる単一インク色ヘッドを用いた場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
はじめに、偶数列／奇数列パターンや千鳥／逆千鳥パターンを用いて記録データを間引くことによりパス・データを生成する固定マスク方式を採用して２パス記録を実現する場合について説明する。第１走査において千鳥パターン●を記録し、記録幅の半分（４ドット幅）だけ紙送りを行った後、第２走査において逆千鳥パターン○を記録することにより記録を完成する。すなわち、順次４ドット単位の紙送りと千鳥／逆千鳥パターンの記録を交互に行うことにより、４ドット単位の記録領域を１スキャン毎に完成させていく。
【００２３】
次に、記録ドットと非記録ドットとが乱数的に配列されたランダム・マスク・パターンなどを用いて記録データを間引くことによりパス・データを生成するテーブル参照方式を採用し２パス記録を実現する場合について説明する。図１４は記録走査毎のマスク・テーブルの一例を示す図であり、テーブル領域Ａ，Ｂはそれぞれ第１パス，第２パスにおいて使用する相補的なマスク・テーブルである。
【００２４】
テーブルは１ｂｉｔ／ｄｏｔで、０はマスク対象であることを示し、１は非マスク対象であることを示す。マスク・テーブルＡ，Ｂはそれぞれ主走査方向１２画素＊副走査方向４画素に対応したサイズのテーブルであり、これを各方向に繰り返し展開してマスク・データとして使用する。プリントヘッドが備えるノズル数は８であり、２パス記録における紙搬送量に相当する画素数は８／２＝４であり、これはテーブルＡ及びＢの副走査方向サイズと一致する。
【００２５】
図１５は図１４で示したマスク・テーブルを用いた記録走査の様子を説明する図である。８のノズルに対応する８ラインのデータに対して、４ライン毎にＡ，Ｂをマスク・パターンとして適用する。各記録走査においては、格納されたマスク・テーブルを用いて画像データのマスク処理（記録ドットを非記録ドットに置き換える）を実行し、パス・データを生成出力する。具体的には、画像データとマスク・データとの論理積をとることにより、マスク・データが１である場合には画像データをそのまま出力し、マスク・データが０である場合には画像データは０に置き換えることにより実現される。全ての画像領域は常に２回の走査によりＡ，Ｂの順にマスク処理されて記録データが生成されることになる。ここで、Ａ，ＢのマスクＯＦＦ（１）比率は等しく各々５０％程度である。
【００２６】
このようにして、一つのラインを異なる二つのノズルを用いて記録することにより、濃度ムラを抑えた高品位な画像を形成することができる。また、マルチパス記録法は、インクを乾かしながら記録していくことによりブリーディング（にじみ）を抑えるといった効果や、走査毎の記録ドットを低減することから吐出不良の原因となるプリントヘッドの昇温を抑制する効果、なども同時に達成できる。
【００２７】
ここでは主走査方向について説明したが、副走査方向に対して連続するドットを間引いて記録することにより更なる高画質化が可能になる。また、ノズル解像度よりも高い解像度で副走査方向の画像形成を実現したい場合には、この副走査方向の間引き記録は必須の処理となる。
【００２８】
各走査のパス・データを生成する方法としては、上述のように、記録ドットと非記録ドットとが乱数的に配列されたランダム・マスク・パターンなどを用いて記録データを間引くことによりパス・データを生成する方法（テーブル参照方式と称す）や、偶数列／奇数列パターンや千鳥／逆千鳥パターンを用いて記録データを間引くことによりパス・データを生成する方法（固定マスク方式と称す）のほかに、記録ドットに着目して間引き処理を行うことによりパス・データを生成する方法（データマスク方式と称す）、あるいはこれらを併用した方式などが知られている。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
近年のインクジェット記録装置におけるプリントヘッドは、インク色ごとにノズル列を副走査方向に配して、これを主走査方向にインク色分だけ配列する形態が主流となっている。このようなプリントヘッドを走査させて画像形成を行うシリアルスキャン型のインクジェット記録装置においては、プリントヘッドの各走査間のつなぎ目、つまり走査ごとの記録領域のつなぎ目に、スジ状の濃度ムラが発生して画品位の劣化を引き起こしている。つなぎスジの発生要因について説明する。
【００３０】
記録媒体にインク滴が着弾した瞬間からインク吸収が終わるまでの期間に、隣り合ったインク滴同士が重なり合うとインクの表面張力によってそれらのインク滴が連なりくっつき合ってしまう。このため、インク滴が記録媒体上で着弾地点から隣のインク滴がある方向へ移動することになる。ある大きな幅で並んだインク液滴の中央付近では、左右にインク滴があるために加えられる力は等方的になりそれ自身が移動することはない。一方、その端部では、内側のインク滴にのみ接するために力が加わって引き寄せられ、１箇所にインク液滴が集中することになる。
【００３１】
また、一度インク中の染料と結合した繊維は、全く結合していない状態に比べて親水性が強くなっている。そのため親水性の強い部分に隣接されて着弾したインク滴は、前にインク滴が着弾している方向に引き寄せられる傾向がある。
【００３２】
このように移動したインク滴が記録媒体に吸収され、浸透、定着すると濃度ムラが生じる。この現象を各記録走査に照らし合わせて見てみると、プリントヘッド端部である領域Ａ（図１６）において部分的にインクの量が多くなってしまい、濃度の高い部分がラスタ方向に連なるためにつなぎスジとして視覚的に認識されることになる。この濃度ムラはプリントヘッドにより吐出されるインク液滴の量が増えるほど顕著に表れ、デューティの高いベタ領域では著しい濃度ムラとして認識される。また記録媒体のインク吸収特性によっても見え方は大きく異なる。
【００３３】
さらに、シリアルスキャン型のインクジェット記録装置において、往路走査と復路走査とにも画像形成を行う双方向記録を実施すると、紙搬送幅相当の領域ごとに周期的な色むらが発生して画品位を大きく劣化させる。この双方向記録の色むらの発生要因について説明する。
【００３４】
先に述べたように、近年のプリントヘッドはインク色ごとにノズル列を副走査方向に配して、これを主走査方向にインク色分だけ配列する形態が主流となっている。図１７に各インク色のノズル配置の様子を示す。ここでは列（色）あたり８ノズル搭載し、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）の順に主走査方向に配置されている。このようなプリントヘッドで双方向記録を実施すると、往路走査ではＢｋ，Ｃｙ，Ｍｇ，Ｙｅの順に、復路走査では逆にＹｅ，Ｍｇ，Ｃｙ，Ｂｋの順に吐出インク滴が記録媒体上に着弾する。
【００３５】
図１８ａは、往路走査においてＣｙのインク滴に続き短い時間間隔をおいてＭｇのインク滴が紙面上に到達した場合の記録紙に対するインクの浸透、定着の様子を示す模式的断面図である。一般には、後から打ち込んだインク滴は、紙面に垂直な方向と紙面に沿った方向には浸透するが、先に着弾したインク滴が浸透している領域にはあまり浸透定着しない。後から打ち込んだインク滴は、先に打ち込んだインク滴が浸透した領域のさらに下方へ浸透・定着することになる。つまり、はじめにＣｙが浸透して表面及び内部に広がり、次に着弾したＭｇはこのＣｙインクの下部に潜り込んでしまう。表面から見ると、ＭｇがかったＣｙインクの外側にＭｇインクが広がったような状態となる。
【００３６】
図１８ｂは、復路走査においてＭｇのインク滴に続き短い時間間隔をおいてＣｙのインク滴が紙面上に到達した場合の記録紙に対するインクの浸透、定着の様子を示す模式的断面図である。同様にして、はじめにＭｇが浸透して表面及び内部に広がり、次に着弾したＣｙはこのＭｇインクの下部に潜り込んでしまう。表面から見ると、ＣｙがかったＭｇインクの外側にＣｙインクが広がったような状態となる。これは、単一ドットに着目すると往路走査におけるＣｙ−Ｍｇ混色部と比べてＣｙの色目が強く現われる。このように、同一のＣｙ−Ｍｇ混色であっても、往路走査と復路走査とでは全く別の色目になってしまう。
【００３７】
次に、この現象に関わるマルチパス記録における問題点を２パス往復記録を例に挙げて説明する。往路走査では千鳥状にドットを形成し、復路走査ではこれと相補的な逆千鳥状にドットを形成することにより、２回の走査で全てのドット形成を実現するものとする。このような２パス往復記録の記録走査の様子を図１９に示す。紙搬送幅である１／２バンド（バンドはノズル列幅を示す）毎に、往路走査，復路走査の順に行われる領域と復路走査，往路走査の順に行われる領域とが交互に存在する。ここで、千鳥座標位置と逆千鳥座標位置とが確率的にほぼ均等にドットが配置されるとすれば、往路走査と復路走査、言い換えれば１パス目と２パス目で形成されるドットの数（比率）は等しい。
【００３８】
ここで、画像の記録解像度によって決定される隣接画素ピッチに対して、少なくともその外接円よりも大きいサイズのドットを形成するのが一般的である。さらには、インク吐出のヨレや紙搬送誤差などに起因する着弾ずれや、吐出インク滴のサイズのばらつきなどを考慮して、さらに大き目のドットが用いられる。図２０ａ〜図２０ｃは隣接画素ピッチの外接円に対してドットのサイズを外接円からさらに大きく変化させた場合の紙面上に形成されるドットの様子を示したものである。図２０ａ〜図２０ｃからも明らかなように、千鳥状に５０％の数量のドットを吐出した場合のドット形成面積は紙面上の５０％以上を占めることになり、さらにドット・サイズを大きくしていくと、ほぼ紙面上を埋め尽くしてしまう。
【００３９】
したがって、先に述べたように２パス往復記録を実行すると、先行する１パス目において形成するドットが数量の上では５０％であっても実際に形成される面積は５０％を大きく越えて紙面上を覆い尽くすこととなる。すなわち、往路走査が先行する領域では往路走査での色目が支配的となり、復路走査が先行する領域では復路走査での色目が支配的となるため、結果として、紙搬送幅毎に交互に色目の異なった混色が形成されてしまい、画品位を大きく損なう。この色ムラについても、プリントヘッドにより吐出されるインク液滴の量が増えるほど顕著に表れ、デューティの高い混色領域では著しい色ムラとして認識される。また記録媒体のインク吸収特性によっても見え方は大きく異なる。
【００４０】
上述したような、各走査間のつなぎ目に発生するつなぎスジや、双方向記録における紙搬送幅ごとの色むらに対して、これを改善して均一なムラのない画像を得るために様々な方法が考案されている。
【００４１】
まず各ノズルへの吐出信号を補正する方法が考えられる。しかし、この方式は濃度ムラに応じて吐出信号を補正するものであり、データ処理が非常に複雑化してしまい、さらに、ムラの程度は記録媒体の吸収速度や記録パス数によって大きく変化するため、そのたびごとに補正アルゴリズムを最適化しなければならないといった欠点がある。
【００４２】
これに対して、マルチパス記録における各走査（ノズル）へのドットの振り分けを調整する方式が提案されている。具体的には、つなぎスジに対しては、特に記録媒体上に最初に吐出したインク滴の量が多くなるほど顕著に表れるために、マルチパス記録において紙搬送に対して先行するノズルの吐出デューティを相対的に少な目に設定したり、特に記録領域の端部についてラスタ方向のドットの重なりが生じない、あるいは生じにくくなるよう、マルチパス記録における各走査（ノズル）へのドット割り当て方法を調整するものである。また、双方向記録の色ムラに対しては、各走査で記録媒体に形成されるドット面積を平均化するために、先行する走査領域に対応するノズルに対して吐出デューティを相対的に少な目に設定するものである。
【００４３】
しかしながら、上記従来の対策方法においてはいくつかの問題点がある。サーマル方式のプリントヘッドでは、与えられる熱量、言い換えるとインク吐出動作の総数が増すに従い、各ノズルにおける熱変換特性の劣化やヒータ断線などの障害を引き起こし、これが吐出不良・不吐出の原因となって安定した画像形成動作の妨げとなる。通常のマルチパス記録においては、各走査に対するドット数の割り当て比率はほぼ均等に設定しており各ノズルの吐出回数に大きな差はない。
【００４４】
しかし上記従来の対策方法においては、定常的に各ノズルへのドット割り当てが不均等になることから、特定ノズルの吐出デューティが著しく増大してしまう。すなわち、特定ノズルには相対的に多大な負荷が与えられ、結果として吐出特性の劣化を招く可能性が高まることになるといった問題点がある。
【００４５】
また、各走査（ノズル）へのドット割り当てにおける比率やパターンを調整することにより、本来のマルチパス記録における平滑化効果が損なわれ、また、画像データとの同調性を防止するランダムな間引きパターンが構成し難くパターンが固定的なものになることが避けられず、画品位の劣化につながる場合があるといった問題点がある。
【００４６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、その目的は、走査間のつなぎ目に生じるつなぎスジや、双方向記録における紙搬送領域ごとの色ムラに対して、特定のノズルへの著しい負荷の偏りを引き起こすことなく、均一でムラがなく高品位で信頼性の高い優れたインクジェット記録装置を提供することにある。
【００４７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る第一の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００４８】
すなわち、複数の吐出部を有するプリントヘッドを記録媒体上の同一領域に対して複数回走査させ、入力された画像情報に基づいて記録媒体にインクを吐出して各画素にドットを形成することにより画像をプリントするインクジェット記録装置であって、各走査に対するドット配分を濃度レベルに応じて適応的に制御する、ことを特徴とする。上記構成により、画素の濃度レベルと座標にしたがい各走査（ノズル）へのドット割り当てを制御することが可能になる。
【００４９】
さらに本発明に係る第二の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００５０】
すなわち、第一の発明によるインクジェット記録装置において、前記入力画像情報を疑似中間調表現により閾値マトリクスを用いて低階調画像情報に変換するハーフトーン処理手段と、前記ハーフトーン処理手段出力に基づいて、前記閾値マトリクスを構成する閾値に対してマスクＯＦＦ比率が調整されたマスクパターンにしたがい、前記複数の各吐出部によってドットを形成するドット形成制御手段と、を備え、各走査に対するドット配分を濃度レベルに応じて適応的に制御することを特徴とする。上記構成により、マスクパターンの調整により画素の濃度レベルと座標にしたがい各走査（ノズル）へのドット割り当てを制御することが可能になる。
【００５１】
さらに本発明に係る第三の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００５２】
すなわち、第一の発明によるインクジェット記録装置において、マスクパターンにおけるマスクＯＦＦに対応づけて配置された閾値で構成される閾値マトリクスを用いて、前記入力画像情報を疑似中間調表現により低階調画像情報に変換するハーフトーン処理手段と、前記マスクパターンにしたがい前記複数の各吐出部によってドットを形成するドット形成制御手段と、を備え、各走査に対するドット配分を濃度レベルに応じて適応的に制御することを特徴とする。上記構成により、閾値マトリクスの調整により画素の濃度レベルと座標にしたがい各走査（ノズル）へのドット割り当てを制御することが可能になる。
【００５３】
さらに本発明に係る第四の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００５４】
すなわち、第二または第三の発明によるインクジェット記録装置において、前記ハーフトーン手段は前記閾値マトリクスであるディザマトリクスを用いてディザ法による疑似階調表現を行うものである、ことを特徴とする。上記構成により、ディザ法を用いたハーフトーン処理に対して適用することが可能になる。
【００５５】
さらに本発明に係る第五の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００５６】
すなわち、第一の発明によるインクジェット記録装置において、プリントヘッドの先端領域に対してマスクＯＦＦ比率が相対的に低くなるよう制御する、ことを特徴とする。上記構成により、濃度レベルに応じてプリントヘッド先端領域に対して相対的に少ないドットを割り当てることが可能になる。
【００５７】
さらに本発明に係る第六の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００５８】
すなわち、第一から第五の何れかの発明によるインクジェット記録装置において、前記プリントヘッドは、熱エネルギーを用いて前記インクに状態変化を生起させることによりインク滴を吐出する、ことを特徴とする。上記構成により、サーマル方式のプリントヘッドを搭載したインクジェット記録装置に対して適用することが可能になる。
【００５９】
さらに本発明に係る第七の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００６０】
すなわち、第一から第五の何れかの発明によるインクジェット記録装置において、前記プリントヘッドは、圧力発生素子を作動させることによりインク滴を吐出する、ことを特徴とする。上記構成により、ピエゾ方式のプリントヘッドを搭載したインクジェット記録装置に対して適用することが可能になる。
【００６１】
【発明の実施の形態】
（実施例）
（第一の実施例）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施例を詳細に説明する。
【００６２】
図３は本発明によるインクジェット記録装置の記録部の構成を示したものである。
【００６３】
３０１はプリントヘッドであり、ブラック（Ｂｋ）・シアン（Ｃｙ）・マゼンタ（Ｍｇ）・イエロー（Ｙｅ）の４色のカラー・インクがそれぞれ封入されたインク・タンクと、それぞれに対応した独立した４つのヘッドからなるマルチヘッドにより構成されている。
各色のノズル数は１６ノズルである。３０２はプリントヘッド３０１を支持し、記録とともにこれらを移動させるキャリッジである。キャリッジ３０２は非記録状態などの待機時には図のホーム・ポジション位置ＨＰにある。３０３は紙送りローラであり、補助ローラ（図外）とともに記録紙３０５を抑えながら回転し、記録紙３０５をＹ方向に随時送っていく。また３０４は給紙ローラであり、記録紙３０５の給紙を行うとともに、紙送りローラ３０３及び補助ローラと同様に記録紙３０５を抑える役割を果たす。ここで、プリントヘッド３０１は、Ｂｋ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｙｅの４色について、それぞれ紙送り方向に配置された１０２４個のノズルをそれぞれ有している。
【００６４】
以上の構成における基本的な記録動作について説明する。
【００６５】
待機時にホーム・ポジション位置ＨＰにあるキャリッジ３０２は記録開始命令によりＸ方向に移動しながらプリントヘッド３０１の複数のノズルにより記録データに従い記録紙３０６上にインクを吐出し記録を行う。記録紙３０５端部まで記録データの記録が終了するとキャリッジは元のホームポジション位置に戻る。紙送りローラ３０４が矢印方向へ回転することによりＹ方向へ所定幅だけ紙送りし、再びキャリッジ３０２はＸ方向に移動しながらインクを吐出して記録を開始する。このようなスキャン動作と紙送り動作との繰り返しによりデータ記録を実現する。
【００６６】
なお、本実施例のインクジェット記録装置は、ホストＰＣ等との間で画像情報や各種制御情報のやりとりをするためのインタフェースや、入力画像情報をインク色ごとのドットのＯＮ／ＯＦＦデータに変換するための画像データ処理ブロック、などで構成されるコントローラ（図１２）と、記録紙の搬送やキャリッジの駆動を行うとともにプリントヘッドを制御して画像を形成するエンジン（図１３）、などにより構成されている。
【００６７】
本実施例ではディザ法を用いたハーフトーン処理（２値化処理）を採用している。
【００６８】
ディザ法は、マトリクス状に構成された閾値からなるディザマトリクスを用意し、着目画素の座標に応じた閾値と入力データの各画素値との１対１の画素比較を行いＯＮ／ＯＦＦを決定するものである。ディザ法によるハーフトーン処理はコントローラ内の画像データ処理ブロックにおいて実現されるものであり、ハーフトーン処理の入力データは１０２４階調で、主走査方向１２８×副走査方向１２８のディザマトリクスを用いるものとする。
【００６９】
また、本実施例におけるインクジェット記録装置は、同一記録領域を複数回走査させて画像を形成するマルチパス記録方式を採用している。先に述べたとおり、マルチパス記録は、一つのラインを複数のノズルを用いて画像を形成することにより、ノズル毎のインクの吐出量や吐出方向の微少な違いによる濃度ムラを抑え、同時にパス毎の記録デューティを低減してインク滲みなどによる画品位の劣化を防ぐ記録方式である。
【００７０】
ここでは２パス記録を例に挙げて説明する。キャリッジを最大吐出周波数に相当する速度以下で駆動して、各走査ではマスクテーブルを参照しながら２回の記録走査で画像を完成させるものである。走査間で行われる紙搬送量は常に５１２画素相当（一定）であり、これはノズル数１０２４をパス数２で除した値と一致する。
【００７１】
先に述べたとおり、プリントヘッドは各色１０２４ノズルずつ備えており、紙搬送に対して先行側よりノズル番号を＃０，１，２，３，…，１０２３と付与している（図４）。本実施例ではテーブル参照方式によるパス・データ生成処理を採用している。図５はマスクテーブルの一例である。ここでは各ノズルに対応した１０２４ライン相当（×１０２４画素）のマスクデータからなるマスクテーブルを備えている。上下５１２ラインずつの第１パス用（図５のＡ）と第２パス用（図５のＢ）から構成されており、マスクデータ１は非マスク、０はマスクを指示するものであって、第２パス用は第１パス用に対して相補的に設定されている。頁記録開始より第１走査ではノズル＃０〜＃５１１のみを用いて５１２ラインを形成し、５１２ライン相当の紙搬送を行った後に、第２走査ではノズル＃０〜＃１０２３を用いて１０２４ラインを形成する。以降、５１２ライン相当の紙搬送と１０２４ノズルによるドット形成とを順次繰り返し実行していく。
【００７２】
図６はこの記録走査の様子を説明する図である。
【００７３】
以下、図を参照しながら、各記録走査における記録データ（パス・データ）を生成する動作について詳細に説明する。図２はエンジン内のバンドメモリ制御ブロックの、マルチパス記録を実現する記録走査毎の記録データであるパス・データの生成に着目した概略ブロック図である。ここでは簡単化のため単一インク色について説明する。
【００７４】
２０１はメモリ部であり、図外のコントローラより入力されたドット・データを一時格納する。２０２は入力制御部であり、メモリ部２０１への記録データの書き込み処理を行う。２０３は出力制御部であり、プリントヘッドの記録紙面上の検出位置情報に応じて各走査で必要な領域のドット・データの読みだし処理を行う。２０４はマスクテーブルであり、パスデータ生成処理において参照するマスクデータを格納している。２０５はマスク処理部であり、出力制御部２０３出力データのマスク処理により各走査で使用するパスデータを生成する。２１０は制御部であり、各部の状態を監視するとともに図内，図外からの制御信号に応答して各種制御を行う。
【００７５】
基本的なパス・データ生成動作について説明する。ラスタ走査された２値（１ｂｉｔ）の画像データ（ドット・データ）が図外より入力され、入力制御部２０２を介してメモリ部２０１に一時格納される。ここで、ドット・データ１はドットを形成、０はドットを形成しないことをそれぞれ意味する。出力制御部２０３は、制御部２１０からの記録エリア制御と走査情報に基づき、各インク色に対応するノズル群の紙面上の位置にしたがって走査毎にメモリ部８０１に格納された２値の画像データを順次読み出す。マスクテーブル２０４には、マスク処理のための主走査方向１０２４×副走査方向１０２４サイズの１ｂｉｔマスクデータが格納されており、マスクデータ１は非マスク、０はマスクを示している。図１０にマスクテーブルの一例を示す。図１０においてＡは第１パス用、Ｂは第２パス用であって、両者は相補的なマスクテーブルとなっている。
マスク処理部２０５では、マスクテーブル２０４に格納されたマスク情報を用いて出力制御部２０３によってメモリ部８０１から読み出された２値画像データのマスク処理を行う。具体的にはマスクデータが１であればドットデータをそのまま出力し、マスクデータが０であればドットデータを０に置き換えて出力する。一度のデータ転送単位は使用ノズル数に相当する１０２４画素データである。
【００７６】
次に、本発明において特徴的な、疑似階調表現に用いるマトリクスとマルチパス処理のためのマスクテーブルの関係について詳細に説明する。
【００７７】
先に述べたとおり、ディザ法による疑似階調表現のためのマトリクス（ディザマトリクス）のサイズは主走査方向１２８×副走査方向１２８であり、マルチパス記録のためのマスク処理で参照するマスクテーブルの各走査に対するサイズは主走査方向１０２４×副走査方向５１２で構成されている。ここで、マスクテーブルはディザマトリクスに対して主走査方向にちょうど８倍、副走査方向にちょうど４倍のサイズであって、ディザマトリクスの各閾値に応じて構成されており、閾値（濃度）の領域ごとに各走査（ノズル）への振り分け比率が決定されている。図７にディザマトリクスとマスクテーブルの座標関係を示す。
【００７８】
具体例を挙げて説明する。ここでは閾値領域に応じて先行走査である第１パスと後続パスである第２パスとの間の振り分け比率を制御する場合を例に挙げて説明する。
【００７９】
図１は閾値領域ごとの振り分け比率を説明する表である。ここでＴ１は０〜５０の範囲の値をとる比率補正境界であり、Ｓ１は０〜１００の範囲の値をとる比率補正係数である。これらＳ１・Ｔ１の値は、対象とする記録媒体のインク吸収特性や、画像形成解像度とドット径の関係、画像を完成させる走査数（記録パス数）、などによって最適化するものである。図５のとおり、０からＴ１までの閾値に対応する座標に対しては、第１パス（Ａ）と第２パス（Ｂ）へのドット振り分けが均等になるよう、それぞれ５０％の比率でマスクＯＦＦ（１）を設定する。
【００８０】
Ｔ１を越える閾値に対応する座標に対しては、第１パス（Ａ）へのドット割り当てを相対的に低下させ、第１パス（Ａ）に対して（５０−Ｓ１）％、第２パス（Ｂ）に対して（５０＋Ｓ１）％の比率でマスクＯＦＦ（１）を設定する。これにより、所定濃度までは各走査（ノズル）に対して均等にドットを割り当て、所定濃度を越えると第１パス（Ａ）に対応づけられたノズルへのドット割り当て率が第２パス（Ｂ）に対応づけられたノズルへのドット割り当て率よりも低下していくことになる。これにより、第１パスで形成されるドット領域と第２パスで形成されるドット面積を平均化することが可能になり、往路走査と復路走査の間で生じる色目の違いが相殺され、双方向記録における紙搬送幅相当ごとの色ムラが抑制できる。また、走査領域の先行端部の吐出デューティに制限が与えられるため、走査間のつなぎ目に生じるつなぎスジの発生も抑えることができる。
【００８１】
すなわち、つなぎスジや色ムラが表れにくい低濃度においては各ノズルに対して均等にドットを割り当ててマルチパス記録を行い、ムラが目立ちやすい高濃度においてはキーとなる領域のドット割り当てを抑制することで画品位の劣化を抑制するものである。これにより効果的なマルチパス記録を実現しながら、またプリントヘッドの低寿命化を引き起こすことなく、効率よくムラのない均一な画像形成が可能になる。
【００８２】
以上詳細に説明したとおり、疑似階調表現に用いる閾値マトリクスと、マルチパス記録において参照するマスクテーブルを関連付けて構成し、各閾値（濃度）領域に対して最適な比率で各走査（各ノズル）に対するドットの振り分けを実行することにより、特定のノズルへの著しい負荷の増大を引き起こすことなく、画品位の劣化を抑制して濃度ムラのない高品位な画像形成を実現することができる。
【００８３】
（第二の実施例）
上記第１の実施例においては、テーブル参照方式を用いた２パス記録において第１パスと第２パスとの間のドット振り分け率を制御するものについて詳細に説明した。本発明は走査間のドット振り分け率の制御に限定するものではなく、たとえば、グループ化されたノズル群に対して比率を調整することも可能である。
【００８４】
第２の実施例では、４パス記録においてグループ化されたノズル群に対してドット振り分け率を制御するものを例に挙げて説明する。
【００８５】
本実施例におけるインクジェット記録装置の構成は第１の実施例（図２・図３）と同様である。第１の実施例同様に、主走査方向１２８×副走査方向１２８のディザマトリクスを用いたディザ法を採用し、マスクテーブルのマスク情報を参照して各走査（ノズル）へドットの振り分けを行って４パス記録を実現するものである。
【００８６】
各ノズルを次のようにグループ分けしている。ここでは、ノズル＃０〜＃１５をグループ１Ａ、ノズル＃１６〜＃２５５をグループ１Ｂ、ノズル＃２５６〜＃２７１をグループ２Ａ、ノズル＃２７２〜＃５１１をグループ２Ｂ、ノズル＃５１２〜＃５２７をグループ３Ａ、ノズル＃５２８〜＃７６７をグループ３Ｂ、ノズル＃７６８〜＃７８３をグループ４Ａ、ノズル＃７８４〜＃１０２３をグループ３Ｂ、と定義している。図９にマスクテーブルの一例を示す。Ａは第１パス用、Ｂは第２パス用、Ｃは第３パス用、Ｄは第４パス用である。ノズルグループ１Ａと２Ａと３Ａと４Ａに対するマスクテーブル、あるいはノズルグループ１Ｂと２Ｂと３Ｂと４Ｂに対するマスクテーブルは、それぞれ相補的な関係に設定されている。図１０はこの記録走査の様子を説明する図である。
【００８７】
先に述べたとおり、ディザ法による疑似階調表現のためのマトリクス（ディザマトリクス）のサイズは主走査方向１２８×副走査方向１２８になっており、ディザマトリクスの各閾値に応じて構成されており、閾値（濃度）の領域ごとに各走査（ノズル）への振り分け比率が決定されている。図１１にディザマトリクスとマスクテーブルの座標関係を示す。
【００８８】
図８は閾値領域ごとの振り分け比率を説明する表である。０からＴ２までの閾値に対応する座標に対しては、全てのノズルグループに対するドット振り分けが均等になるよう、それぞれ２５％の比率でマスクＯＦＦ（１）を設定する。Ｔ２を越える閾値に対応する座標に対しては、ノズルグループ１Ａへのドット割り当てを相対的に低下させ、代わりにノズル２Ａ・３Ａ・４Ａへ分散させる。すなわち、ノズルグループ１Ａに対して（２５−３＊Ｓ２）％、ノズルグループ２Ａ・３Ａ・４Ａに対して（２５＋Ｓ２）％の比率でマスクＯＦＦ（１）を設定する。ノズルグループ１Ｂ・２Ｂ・３Ｂ・４Ｂについては２５％の比率でマスクＯＦＦ（１）を設定する。
【００８９】
これにより、所定濃度までは各走査（ノズル）に対して均等にドットを割り当て、所定濃度を越えるとノズルグループ１Ａに対応づけられたノズルへのドット割り当て率が相対的に低下していくことになる。これにより、プリントヘッドの先行端部で形成されるドット比率だけを低下させることが可能になり、走査間のつなぎ目に生じるつなぎスジの発生を効率よく抑制することができる。
【００９０】
すなわち、つなぎスジや色ムラが表れにくい低濃度においては各ノズルに対して均等にドットを割り当ててマルチパス記録を行い、ムラが目立ちやすい高濃度においてはキーとなる領域のドット割り当てを抑制することで画品位の劣化を抑制するものである。これにより効果的なマルチパス記録を実現しながら、またプリントヘッドの低寿命化を引き起こすことなく、効率よくムラのない均一な画像形成が可能になる。
【００９１】
以上詳細に説明したとおり、疑似階調表現に用いる閾値マトリクスと、マルチパス記録において参照するマスクテーブルを関連付けて構成し、各閾値領域に対して最適な比率で各走査（各ノズル）に対するドットの振り分けを実行することにより、特定のノズルへの著しい負荷の増大を引き起こすことなく、画品位の劣化を抑制して濃度ムラのない高品位な画像形成を実現することができる。
【００９２】
（その他の実施例）
上記第１および第２の実施例においては、ディザ法を用いた疑似階調表現において、ディザマトリクスとマスクテーブルとを関連付けて構成する場合について詳細に説明した。本発明はディザ法による疑似階調表現に限定されるものではなく、さまざまなハーフトーン処理方式に対して適用することができる。例えば誤差拡散法に対しては、誤差拡散特有の目障りな模様の低減や応答の高速化などの目的で用いられる閾値マトリクスとの相関によりマスクテーブルを構成することもできる。
【００９３】
また、上記第１および第２の実施例においては、比率補正境界であるＴや比率補正係数であるＳを１つずつ設定する場合について説明したが、さらに段階的な制御を施すことも可能である。
【００９４】
また、上記第１および第２の実施例においては、マルチパス記録における各走査へドットを振り分けるためのマスクテーブル側を調整するアプローチを採用した例を説明したが、逆に疑似階調表現で用いられる閾値マトリクス側をマスクテーブルに合わせて調整することで実現することも可能である。たとえば、先行（第１）走査で千鳥パターン、後続（第２）走査で逆千鳥パターンを形成するシステムにおいて、その千鳥／逆千鳥パターンに対して閾値に応じたドット配分となるよう閾値マトリクスを構成するものである。
【００９５】
また、上記第１の実施例においては２回の走査で画像を完成させる２パス記録について、第２の実施例においては４回の走査で画像を完成させる４パス記録について、それぞれ説明したが、３パスあるいは４以上のマルチパス記録に対して適用することも可能である。また、乱数的に配列されたランダム・マスクパターンなどを用いて記録データを間引くことによりパスデータを生成するテーブル参照方式に対して各走査（ノズル）へのドット振り分けを制御する場合について説明したが、パス・データ生成の手法はテーブル参照方式に限定するものではなく、偶数列／奇数列パターンや千鳥／逆千鳥パターンなどを用いて間引く固定マスク方式など、マスクパターンを用いた全ての方式に適用することができる。
【００９６】
また、上記第１から第２の実施例においては、最終的に２値画像データにより単一サイズのドットを用いて画像を形成するもの（２値記録）について説明したが、３以上の多値画像データに基づき異なる複数サイズのドットを選択的に形成して画像を完成させるもの（多値記録）や同一インクの重ね打ちを行うものであってもよい。
【００９７】
また、上記第１から第２の実施例においては、ブラック（Ｂｋ）・シアン（Ｃｙ）・マゼンタ（Ｍｇ）・イエロー（Ｙｅ）の４色インクを用いたインクジェット記録装置について説明したが、色数や色種はこれに限定するものではない。Ｂｋを除く３色インクを用いたものであってもよいし、他の特別色を追加したものや、ライトＣｙやライトＭｇなど低濃度の淡色インクを併用したものであってもよい。また搭載するプリントヘッドは１組（各色１つ）に限定するものではなく、複数組（各色２つ以上）のプリントヘッドを備えて高速処理を実現するインクジェット記録装置などにも適用可能である。
【００９８】
また、上記第１から第２の実施例においては、ハーフトーン処理やパスデータ処理をインクジェット記録装置内部で行う構成について説明したが、これらの一部あるいは全部を接続されるホストＰＣ側のドライバで実現する構成であってもよいことは明らかである。
【００９９】
本発明はプリントヘッドの動作原理や構成により制限されるものではない。すなわち、プリントヘッドは、吐出口近傍に発熱素子（電気／熱エネルギー変換素子）を設け、この発熱素子に電気信号を印加することによりインクを局所的に加熱して圧力変化を起こさせ、インクを吐出口から吐出させるサーマル方式であってもよいし、ピエゾ素子等の電気／圧力変換手段を用い、インクに機械的圧力を付与してインクを吐出させるピエゾ方式であってもよい。
【０１００】
また、本発明に係るインクジェット記録装置の形態は、コンピュータやワードプロセッサをはじめとする情報処理装置の画像出力装置として一体または別体に設けられるものに限らず、読取装置と組み合わせた複写装置や通信機能を有するファクシミリ装置などであってもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、複数の吐出部を有するプリントヘッドを記録媒体上の同一領域に対して複数回走査させ、入力された画像情報に基づいて記録媒体にインクを吐出して各画素にドットを形成することにより画像をプリントするインクジェット記録装置であって、各走査に対するドット配分を濃度レベルに応じて適応的に制御する、ことによって、ハーフトーン処理に用いる閾値マトリクスとマルチパス記録のためのマスクパターンとを関連付けて構成し、閾値マトリクスを構成する閾値（群）に対して各走査（ノズル）でのマスクＯＦＦ比率を制御することにより、画像情報の濃度に応じた各走査（ノズル）へのドット割り当ての最適化制御が可能になり、各走査のつなぎ目に生じるつなぎスジや双方向記録における紙搬送幅ごとの色ムラなどの画品位劣化を効率的に抑制することが可能になる。
【０１０２】
すなわち、ハーフトーン処理で用いる閾値マトリクスを構成する閾値に対して各走査（ノズル）へのマスクＯＦＦ比率を設定することにより、各走査（ノズル）でのマスク処理を画像濃度レベルに応じて適応的に制御、調整することが可能になり、定常的な特定ノズルへの著しい負荷の偏りを引き起こすことなく、均一でムラがなく高品位で信頼性の高い画像形成を実現するインクジェット記録装置が提供できるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における閾値に対する各走査へのドット振り分け率の制御を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるパスデータ生成に関わる概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例における記録部を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施例におけるプリントヘッドのノズル配列を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施例における記録走査の様子を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施例におけるパスデータ生成のためのマスクテーブルの一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例における閾値マトリクスとマスクテーブルの座標関係を説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施例における閾値に対する各走査へのドット振り分け率の制御を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施例における記録走査の様子を説明する図である。
【図１０】本発明の第２の実施例におけるパスデータ生成のためのマスクテーブルの一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施例における閾値マトリクスとマスクテーブルの座標関係を説明する図である。
【図１２】インクジェット記録装置におけるコントローラ部の概略ブロック図である。
【図１３】インクジェット記録装置におけるエンジン部の概略ブロック図である。
【図１４】パスデータ生成のためのマスクテーブルの一例を示す図である。
【図１５】マスクテーブルを用いたマルチパス記録の様子を説明する図である。
【図１６】濃度むらの発生領域を説明するための図である。
【図１７】４色プリントヘッドのノズル配列の一例を示す図である。
【図１８】（ａ）は往路走査におけるＣｙ−Ｍｇインクの記録媒体への浸透・定着の様子を説明する模式図である。（ｂ）は復路走査におけるＣｙ−Ｍｇインクの記録媒体への浸透・定着の様子を説明する模式図である。
【図１９】千鳥間引きによる２パス記録での記録走査の様子を説明する図である。
【図２０】千鳥間引きによる２パス記録でのドット形成の様子を説明する図である。
【符号の説明】
１６１１ 操作パネルインタフェース
１６１２ 操作パネル
１６１３ 画像データ処理ブロック[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus that forms an image by ejecting ink to a recording medium, and more specifically, a streak-like density unevenness generated at a joint of each scan and a color unevenness generated in bidirectional printing. It is concerned with a method of suppressing the above.
[0002]
[Prior art]
In recent years, OA equipment such as a personal computer (PC), a copying apparatus, and a word processor has become widespread. As a kind of image forming (recording) apparatus of these apparatuses, an apparatus for performing digital image recording by an ink jet system has been rapidly developed. Developed and spread. In particular, the colorization of OA equipment has been advanced along with the enhancement of its functions, and accordingly, various color ink jet recording apparatuses have been developed.
[0003]
In general, an ink jet recording apparatus includes a carriage on which a recording unit (print head) and an ink tank are mounted, a conveying unit for conveying a recording sheet, and a control unit for controlling these. Then, the print head for ejecting ink droplets from the plurality of ejection ports is serially scanned in a direction (main scanning direction) orthogonal to the recording paper conveyance direction (sub-scanning direction), while an amount equal to the recording width during non-printing. For intermittent conveyance.
[0004]
Furthermore, in the case of a color-compatible ink jet recording apparatus, a color image is formed by superimposing ink droplets ejected by print heads of a plurality of colors.
[0005]
As a method of ejecting ink in an ink jet recording apparatus, (1) a heating element (electric / thermal energy converter) is provided near the ejection port, and the ink is locally heated by applying an electric signal to the heating element. (2) a thermal method in which ink is ejected from an ejection port by causing a pressure change, and a piezo method in which mechanical pressure is applied to ink to discharge ink by using electric / pressure conversion means such as a piezo element. Is used. In general, the former thermal method makes it easy to increase the density of nozzles, but tends to cause deterioration of ink and heads due to the use of heat generation. On the other hand, the latter piezo method has features such as excellent ejection controllability, high ink flexibility, and a semi-permanent head life.
[0006]
This recording method records characters and figures by discharging ink as fine droplets from a discharge port onto a recording medium in accordance with a recording signal. The recording method is non-impact and has low noise. It has advantages such as low running cost, easy downsizing of the device, and easy colorization, so that it is used in combination with a computer or a word processor, or used alone. It is widely used as an image forming (recording) means in recording apparatuses such as a printer, a printer, and a facsimile.
[0007]
FIG. 12 and FIG. 13 are block diagrams each showing a schematic configuration of a controller unit and an engine unit of the ink jet recording apparatus.
[0008]
First, the function and schematic operation of the controller will be described. The CPU 1601 is connected to the host PC 1606 (1607) via the USB interface 1604 or the IEEE 1394 interface 1605, and includes a ROM 1608 storing a control program, an EEPROM 1610 storing an updatable control program and processing program, various constant data, and the like, and a host PC. A RAM 1608 for storing command signals and image information received from the PC 1606 is accessed, and a recording operation is controlled based on the information stored in these memories.
[0009]
The instruction information input from the keys of the operation panel 1612 is transmitted to the CPU 1601 via the operation panel interface 1611, and the LED lighting and the LCD display of the operation panel 1612 are similarly controlled via the operation panel interface 1611 by the instruction from the CPU 1601. Is done.
The expansion interface 1616 is an interface for expanding functions by connecting an expansion card such as a LAN controller or an HDD. The image information is converted into dot data of each ink color by an image data processing block 1613 and output to an engine (not shown). Transmission and reception of various commands and status information between the controller and the engine are similarly performed via the image data processing block 1613.
[0010]
Next, an outline of functions and operations of the engine unit will be described. The engine unit is connected to a controller (not shown) via a band memory control block 1712. The CPU 1701 accesses a ROM 1703 storing a control program, an EEPROM 1704 storing an updatable control program and processing program, various constant data, and the like, and a RAM 1702 for storing command signals and image information received from a controller (not shown). The recording operation is controlled based on the information stored in these memories.
[0011]
The carriage 1711 is moved by operating the carriage motor 1709 via the output port 1705 and the carriage motor control circuit 1707, and the paper feed paper feed motor 1708 is operated via the output port 1705 and the paper feed motor control circuit 1706. Thus, the paper transport mechanism 1710 such as a transport roller is operated. Further, the CPU 1701 can control a band memory control block 1712 and a print head control block 1714 based on various information stored in the RAM 1702 to drive the print head 1715 to record a desired image on a recording medium. .
[0012]
A logic drive voltage Vcc (for example, 3.3 V) for operating a CPU and various control circuits, various motor drive voltages Vm (for example, 24 V), and a heat voltage for driving a print head are provided from a power supply circuit (not shown). Vh (for example, 12 V) is output.
[0013]
As in the above-described processing, the input multi-tone image information is converted into the number of tones (dot data) that can be output by the ink jet printing apparatus by halftone processing. The error diffusion method and the dither method are widely known as the pseudo gradation expression method.
[0014]
In the error diffusion method, a diffusion coefficient is assigned to a peripheral pixel for a target pixel, and a quantization error generated in the target pixel is distributed to peripheral pixels according to the diffusion coefficient. As a result, the density of the entire image is preserved, and good pseudo-gradation expression can be achieved.
[0015]
On the other hand, in the dither method, a dither matrix including threshold values arranged in a matrix is prepared, and each threshold value is compared with each pixel of input data in a one-to-one pixel comparison to determine ON / OFF. Generally, the image quality tends to be lower in the dither method than in the image to which the error diffusion method is applied. However, the error diffusion method is difficult to perform high-speed processing because it is not possible to shift to processing of the next pixel until an error propagates.
[0016]
In the conventional ink jet recording method, it was necessary to use a special coated paper having an ink absorbing layer in order to obtain a high-colored color image without bleeding of the ink. A method of giving printability to plain paper used in large quantities in machines and the like has also been put to practical use. Further, it is desired to support various recording media such as OHP sheets, cloths, plastic sheets, and the like. To meet such demands, recording media (recording media) having different ink absorption characteristics were selected as necessary. At this time, a recording apparatus capable of performing the best recording irrespective of the type of the recording medium has been developed and commercialized.
[0017]
Also, regarding the size of the recording medium, large-sized woven fabrics such as posters for advertising and garments are required. The demand for such an ink jet recording apparatus has been increasing in a wide range of fields as an excellent recording means, and it has been demanded to provide even higher quality images, and the demand for higher speed has been further increased.
[0018]
Generally, a color ink jet recording method uses three color inks of cyan (Cy), magenta (Mg), and yellow (Ye), and further uses four color inks added with black (Bk). To achieve color recording. Unlike a monochrome ink jet recording device that prints only characters, such a color ink jet recording device requires various elements such as color development, gradation, and uniformity in recording a color image image. It becomes.
[0019]
However, the quality of the recorded image largely depends on the performance of the print head alone. Slight differences between the nozzles that occur during the printhead manufacturing process, such as variations in the shape of the discharge ports in the printhead and variations in the electrical / thermal converters (discharge heaters), affect the amount of ink ejected and the direction of the ejection direction. And the image quality is deteriorated as density unevenness of a finally formed recorded image.
[0020]
As a result, there are "white" portions which cannot periodically satisfy the area factor of 100% in the main scanning direction of the head, or dots overlap more than necessary, or white streaks occur. It will be. These phenomena are usually perceived by human eyes as density unevenness.
[0021]
Therefore, a method called a multi-pass printing method has been proposed as a measure against the density unevenness. For the sake of simplicity, a case where a single ink color head having eight nozzles is used will be described as an example.
[0022]
First, a description will be given of a case where two-pass printing is realized by adopting a fixed mask method of generating pass data by thinning out print data using an even-row / odd-row pattern or a zigzag / reverse zigzag pattern. In the first scan, the zigzag pattern ● is printed, the paper is fed by half the printing width (4 dot width), and then the inverted zigzag pattern ○ is printed in the second scan to complete the printing. That is, by alternately performing paper feeding in units of four dots and recording in a staggered / inverted zigzag pattern, a recording area in units of four dots is completed for each scan.
[0023]
Next, two-pass printing is realized by adopting a table reference method of generating pass data by thinning out print data using a random mask pattern in which print dots and non-print dots are arranged in a random manner. The case will be described. FIG. 14 is a diagram showing an example of a mask table for each print scan. Table areas A and B are complementary mask tables used in the first pass and the second pass, respectively.
[0024]
The table is 1 bit / dot, where 0 indicates a masking target and 1 indicates a non-masking target. The mask tables A and B are tables each having a size corresponding to 12 pixels in the main scanning direction * 4 pixels in the sub-scanning direction. These tables are repeatedly developed in each direction and used as mask data. The number of nozzles included in the print head is 8, and the number of pixels corresponding to the paper transport amount in two-pass printing is 8/2 = 4, which is equal to the size of the tables A and B in the sub-scanning direction.
[0025]
FIG. 15 is a view for explaining the printing scan using the mask table shown in FIG. For eight lines of data corresponding to eight nozzles, A and B are applied as mask patterns every four lines. In each print scan, mask processing of image data (replace print dots with non-print dots) is performed using the stored mask table to generate and output pass data. Specifically, by taking the logical product of the image data and the mask data, when the mask data is 1, the image data is output as it is, and when the mask data is 0, the image data is output. This is realized by substituting 0. All image areas are always masked in the order of A and B by two scans to generate print data. Here, the mask OFF (1) ratios of A and B are equal and about 50% each.
[0026]
In this way, by printing one line using two different nozzles, a high-quality image with reduced density unevenness can be formed. In addition, the multi-pass printing method has an effect of suppressing bleeding by printing while drying the ink and an increase in the temperature of the print head which causes ejection failure by reducing the number of printing dots for each scan. The suppression effect can be achieved at the same time.
[0027]
Here, the description has been made in the main scanning direction. However, it is possible to further improve the image quality by thinning out and recording continuous dots in the sub-scanning direction. If it is desired to form an image in the sub-scanning direction at a resolution higher than the nozzle resolution, the thinning recording in the sub-scanning direction is an essential process.
[0028]
As described above, the pass data for each scan is generated by thinning out the print data using a random mask pattern in which print dots and non-print dots are randomly arranged. In addition to a method of generating pass data (referred to as a table reference method), a method of generating pass data by thinning out print data using even / odd column patterns or staggered / inverted staggered patterns (referred to as a fixed mask method), and the like. In addition, there is known a method of generating pass data by performing a thinning process by focusing on print dots (referred to as a data mask method), or a method using both of them.
[0029]
[Problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art In recent years, a print head in an ink jet recording apparatus mainly has a form in which nozzle rows are arranged in the sub-scanning direction for each ink color, and the nozzle rows are arranged in the main scanning direction by an amount corresponding to the ink color. In a serial scan type ink jet recording apparatus that forms an image by scanning such a print head, streak-shaped density unevenness occurs at a joint between each scan of the print head, that is, at a joint of a recording area for each scan. This causes deterioration of image quality. The cause of the occurrence of the connecting streak will be described.
[0030]
If adjacent ink droplets overlap each other during the period from the moment when the ink droplets land on the recording medium to the time when the ink absorption ends, the ink droplets are connected and adhere to each other due to the surface tension of the ink. For this reason, the ink droplet moves from the landing point on the recording medium in the direction in which the adjacent ink droplet is located. In the vicinity of the center of the ink droplets arranged in a certain large width, since the ink droplets are provided on the left and right, the applied force is isotropic and does not move by itself. On the other hand, at the end, a force is applied and the ink droplets are attracted because they come into contact only with the ink droplets inside, so that the ink droplets are concentrated at one place.
[0031]
Further, the fiber once bonded to the dye in the ink has a higher hydrophilicity than the state where the fiber is not bonded at all. Therefore, an ink droplet that has landed adjacent to a portion having strong hydrophilicity tends to be drawn in a direction in which the ink droplet has landed before.
[0032]
When the ink droplets thus moved are absorbed by the recording medium and penetrate and fix, density unevenness occurs. When this phenomenon is compared with each printing scan, the amount of ink is partially increased in the area A (FIG. 16) which is the end portion of the print head, and the high density portion continues in the raster direction. Will be visually recognized as a streak. This density unevenness becomes more conspicuous as the amount of ink droplets ejected by the print head increases, and is recognized as remarkable density unevenness in a solid area with a high duty. The appearance also differs greatly depending on the ink absorption characteristics of the recording medium.
[0033]
Furthermore, in a serial scan type ink jet recording apparatus, if bidirectional recording is performed in which image formation is performed both in the forward scan and the backward scan, periodic color unevenness occurs in each area corresponding to the paper conveyance width, and image quality is reduced. Degrades significantly. The cause of color unevenness in bidirectional printing will be described.
[0034]
As described above, in recent print heads, the mainstream is a configuration in which nozzle rows are arranged in the sub-scanning direction for each ink color, and are arranged in the main scanning direction by an amount corresponding to the ink color. FIG. 17 shows the arrangement of nozzles for each ink color. Here, eight nozzles are mounted per row (color), and are arranged in the main scanning direction in the order of black (Bk), cyan (Cy), magenta (Mg), and yellow (Ye). When bidirectional printing is performed with such a print head, the ejected ink droplets land on the recording medium in the order of Bk, Cy, Mg, and Ye in the forward scan and conversely in the order of Ye, Mg, Cy, and Bk in the backward scan. .
[0035]
FIG. 18A is a schematic cross-sectional view showing the state of penetration and fixation of the ink into the recording paper when the Mg ink droplet reaches the paper surface at a short time interval after the Cy ink droplet in the forward scan. In general, ink droplets ejected later penetrate in a direction perpendicular to the paper surface and in a direction along the paper surface, but do not penetrate and fix to a region where the ink droplets landed first penetrate. The ink droplets ejected later penetrate and fix further below the region where the ink droplets ejected earlier penetrate. That is, Cy first penetrates and spreads on the surface and inside, and then the landed Mg sinks below the Cy ink. When viewed from the surface, the Mg ink spreads outside the Mg-applied Cy ink.
[0036]
FIG. 18B is a schematic cross-sectional view showing how ink permeates and fixes the recording paper when the Cy ink droplet arrives on the paper surface at short time intervals following the Mg ink droplet in the backward scan. Similarly, Mg first penetrates and spreads on the surface and inside, and the Cy that has landed next falls under the Mg ink. When viewed from the surface, the state is such that the Cy ink spreads outside of the Mg ink that was Cy-tinged. This is because, when focusing on a single dot, the color tone of Cy appears stronger than that of the Cy-Mg mixed color portion in the forward scan. As described above, even in the case of the same Cy-Mg mixed color, the forward scan and the backward scan have completely different colors.
[0037]
Next, problems in multi-pass printing related to this phenomenon will be described with reference to two-pass reciprocal printing. In the forward scan, dots are formed in a zigzag pattern, and in the backward scan, dots are formed in an inverted zigzag pattern complementary to the above. FIG. 19 shows the state of the printing scan of such two-pass reciprocal printing. For each バ ン ド band (the band indicates the width of the nozzle array), which is the paper conveyance width, an area where the forward scanning and the backward scanning are performed in order and an area where the backward scanning and the forward scanning are performed alternately exist. Here, assuming that the staggered coordinate position and the inverted zigzag coordinate position are stochastically almost uniformly arranged with dots, the forward scan and the backward scan, in other words, the number of dots formed in the first pass and the second pass. (Ratio) are equal.
[0038]
Here, it is common to form a dot having a size larger than at least the circumscribed circle with respect to the adjacent pixel pitch determined by the recording resolution of the image. Further, a larger dot is used in consideration of a landing deviation due to a deviation in ink ejection or a paper conveyance error, a variation in the size of ejected ink droplets, and the like. FIGS. 20a to 20c show the state of dots formed on the paper when the dot size is further changed from the circumscribed circle with respect to the circumscribed circle of the adjacent pixel pitch. As is clear from FIGS. 20a to 20c, when 50% of the dots are ejected in a staggered manner, the dot formation area occupies 50% or more on the paper, and the dot size is further increased. As you go, it almost fills the space.
[0039]
Therefore, when the two-pass reciprocal printing is executed as described above, even if the number of dots formed in the preceding first pass is 50% in terms of the quantity, the area actually formed greatly exceeds 50% and It will cover the top. That is, in the region where the forward scan is preceding, the tint in the forward scan becomes dominant, and in the region where the backward scan precedes, the tint in the backward scan becomes dominant. As a result, the tint alternates for each paper transport width. A different color mixture is formed, which greatly impairs image quality. This color non-uniformity also appears more prominently as the amount of ink droplets ejected by the print head increases, and is recognized as remarkable color non-uniformity in a color-mixed region with a high duty. The appearance also differs greatly depending on the ink absorption characteristics of the recording medium.
[0040]
As described above, various methods have been proposed to improve a uniform image without unevenness in connection with a streak generated at a joint between each scan and color unevenness in each paper conveyance width in bidirectional printing. Has been devised.
[0041]
First, a method of correcting the ejection signal to each nozzle can be considered. However, in this method, the ejection signal is corrected in accordance with the density unevenness, which greatly complicates the data processing, and furthermore, the degree of the unevenness greatly changes depending on the absorption speed of the printing medium and the number of printing passes. The disadvantage is that the correction algorithm must be optimized each time.
[0042]
On the other hand, a method of adjusting the distribution of dots to each scan (nozzle) in multi-pass printing has been proposed. Specifically, since the larger the amount of ink droplets initially ejected on the recording medium, the more noticeable the connection streaks appear, the ejection duty of the nozzle preceding the paper conveyance in multi-pass printing is reduced. Adjusting the dot assignment method to each scan (nozzle) in multi-pass printing so that it is set to a relatively small number, and in particular, the overlapping of dots in the raster direction does not occur or hardly occurs at the end of the printing area. It is. Also, with respect to color unevenness in bidirectional printing, in order to average the dot area formed on the printing medium in each scan, the ejection duty should be relatively small for the nozzle corresponding to the preceding scanning area. To set.
[0043]
However, there are some problems in the above conventional countermeasures. With a thermal printhead, as the amount of heat applied, in other words, the total number of ink ejection operations, increases, the thermal conversion characteristics of each nozzle are degraded, and failures such as heater disconnection are caused. This hinders stable image forming operation. In normal multi-pass printing, the allocation ratio of the number of dots for each scan is set to be substantially equal, and there is no large difference in the number of ejections of each nozzle.
[0044]
However, in the above-described conventional countermeasure method, the dot assignment to each nozzle is constantly uneven, so that the discharge duty of the specific nozzle is significantly increased. That is, there is a problem that a relatively large load is applied to the specific nozzle, and as a result, there is a high possibility that the ejection characteristics are deteriorated.
[0045]
In addition, by adjusting the ratio and pattern in dot allocation to each scan (nozzle), the original smoothing effect in multi-pass printing is impaired, and a random thinning pattern that prevents synchronism with image data is used. There is a problem that it is inevitable that the pattern is difficult to configure and the pattern becomes fixed, which may lead to deterioration of image quality.
[0046]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to reduce a significant load on a specific nozzle with respect to a connecting streak generated at a joint between scans and color unevenness in each paper transport area in bidirectional printing. An object of the present invention is to provide an excellent inkjet recording apparatus which is uniform, has no unevenness, is high in quality, and has high reliability, without causing any deviation.
[0047]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an inkjet recording apparatus according to a first aspect of the present invention has the following configuration.
[0048]
That is, a print head having a plurality of ejection units is scanned a plurality of times in the same area on a recording medium, and ink is ejected on the recording medium based on input image information to form dots in each pixel. An ink jet recording apparatus for printing an image, wherein dot distribution for each scan is adaptively controlled according to a density level. With the above configuration, it is possible to control the dot assignment to each scan (nozzle) according to the pixel density level and coordinates.
[0049]
Further, the ink jet recording apparatus according to the second aspect of the present invention has the following configuration.
[0050]
That is, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect, a halftone processing unit that converts the input image information into low-gradation image information using a threshold matrix by pseudo-halftone expression, and based on an output of the halftone processing unit Dot forming control means for forming dots by each of the plurality of ejection units in accordance with a mask pattern in which a mask OFF ratio is adjusted with respect to a threshold value constituting the threshold value matrix. It is characterized by performing adaptive control according to the level. With the above configuration, it is possible to control the dot assignment to each scan (nozzle) according to the density level and coordinates of the pixel by adjusting the mask pattern.
[0051]
Further, an ink jet recording apparatus according to a third aspect of the present invention has the following configuration.
[0052]
That is, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect of the invention, the input image information is converted into low-tone image information by pseudo-halftone expression using a threshold matrix composed of thresholds arranged in association with mask OFF in the mask pattern. And a dot formation control unit for forming dots by each of the plurality of discharge units according to the mask pattern, and adaptively controls dot distribution for each scan in accordance with a density level. It is characterized by the following. According to the above configuration, it is possible to control the dot allocation to each scan (nozzle) according to the density level and the coordinates of the pixel by adjusting the threshold value matrix.
[0053]
Further, an ink jet recording apparatus according to a fourth aspect of the present invention has the following configuration.
[0054]
That is, in the ink jet recording apparatus according to the second or third aspect, the halftone means performs pseudo gradation expression by a dither method using the dither matrix as the threshold matrix. With the above configuration, it is possible to apply the present invention to halftone processing using the dither method.
[0055]
Further, an ink jet recording apparatus according to a fifth aspect of the present invention has the following configuration.
[0056]
That is, in the ink jet recording apparatus according to the first invention, the mask OFF ratio is controlled to be relatively low with respect to the leading end region of the print head. With the above configuration, it is possible to allocate relatively few dots to the print head tip region according to the density level.
[0057]
Further, an ink jet recording apparatus according to a sixth aspect of the present invention has the following configuration.
[0058]
That is, in the ink jet recording apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the print head ejects ink droplets by causing a state change in the ink using thermal energy. With the above configuration, it is possible to apply the present invention to an ink jet recording apparatus equipped with a thermal print head.
[0059]
Further, an ink jet recording apparatus according to a seventh aspect of the present invention has the following configuration.
[0060]
That is, in the ink jet recording apparatus according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, the print head discharges ink droplets by operating a pressure generating element. According to the above configuration, the present invention can be applied to an ink jet recording apparatus equipped with a piezo type print head.
[0061]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example)
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0062]
FIG. 3 shows the configuration of the recording section of the ink jet recording apparatus according to the present invention.
[0063]
Reference numeral 301 denotes a print head, which includes four color inks of black (Bk), cyan (Cy), magenta (Mg), and yellow (Ye). It consists of a multi-head consisting of one head.
The number of nozzles for each color is 16 nozzles. Reference numeral 302 denotes a carriage which supports the print head 301 and moves the print head 301 together with printing. The carriage 302 is at the home position HP shown in FIG. Reference numeral 303 denotes a paper feed roller that rotates together with an auxiliary roller (not shown) while holding down the recording paper 305, and feeds the recording paper 305 in the Y direction as needed. Reference numeral 304 denotes a paper feed roller, which feeds the recording paper 305 and plays a role of suppressing the recording paper 305 similarly to the paper feed roller 303 and the auxiliary roller. Here, the print head 301 has 1024 nozzles for the four colors Bk, Cy, Mg, and Ye, respectively arranged in the paper feed direction.
[0064]
A basic recording operation in the above configuration will be described.
[0065]
During standby, the carriage 302 located at the home position HP moves in the X direction according to a print start command, and ejects ink onto the print paper 306 according to print data by a plurality of nozzles of the print head 301 to perform printing. When the recording of the recording data is completed up to the end of the recording paper 305, the carriage returns to the original home position. When the paper feed roller 304 rotates in the direction of the arrow, the paper is fed by a predetermined width in the Y direction, and the carriage 302 ejects ink while moving in the X direction again to start recording. Data recording is realized by repeating such a scanning operation and a paper feeding operation.
[0066]
The ink jet recording apparatus of this embodiment converts an interface for exchanging image information and various control information with a host PC or the like, and converts input image information into ON / OFF data of dots for each ink color. (FIG. 12), which is composed of image data processing blocks and the like, and an engine (FIG. 13) which conveys recording paper and drives a carriage and controls a print head to form an image (FIG. 13). ing.
[0067]
In this embodiment, halftone processing (binarization processing) using a dither method is employed.
[0068]
In the dither method, a dither matrix including threshold values arranged in a matrix is prepared, and a threshold value corresponding to the coordinates of a target pixel is compared with each pixel value of input data on a one-to-one basis to determine ON / OFF. Things. The halftone processing by the dither method is realized in the image data processing block in the controller, and the input data of the halftone processing is 1024 gradations and uses a dither matrix of 128 in the main scanning direction × 128 in the sub-scanning direction. I do.
[0069]
Further, the ink jet recording apparatus according to the present embodiment employs a multi-pass recording method in which the same recording area is scanned a plurality of times to form an image. As described above, in multi-pass printing, an image is formed using a plurality of nozzles on one line, thereby suppressing density unevenness due to a slight difference in the ink ejection amount and ejection direction of each nozzle. This is a printing method in which the print duty for each is reduced to prevent image quality deterioration due to ink bleeding or the like.
[0070]
Here, a two-pass printing will be described as an example. The carriage is driven at a speed equal to or lower than the maximum ejection frequency, and in each scan, an image is completed by two printing scans while referring to a mask table. The amount of paper transported between scans is always equivalent to (constant to) 512 pixels, which is equal to the value obtained by dividing the number of nozzles 1024 by the number of passes 2.
[0071]
As described above, the print head is provided with 1024 nozzles for each color, and the nozzle numbers are assigned to the paper conveyance from the leading side as # 0, 1, 2, 3,..., 1023 (FIG. 4). In this embodiment, a path data generation process using a table reference method is employed. FIG. 5 is an example of a mask table. Here, a mask table including mask data of 1024 lines (× 1024 pixels) corresponding to each nozzle is provided. It consists of upper and lower 512 lines each for a first pass (A in FIG. 5) and a second pass (B in FIG. 5). Mask data 1 indicates non-mask, 0 indicates a mask, and The second pass is set to be complementary to the first pass. From the start of page recording, in the first scan, 512 lines are formed using only the nozzles # 0 to # 511, and after 512 sheets of paper have been conveyed, in the second scan, 1024 lines are formed using the nozzles # 0 to # 1023. To form Thereafter, the conveyance of the paper corresponding to 512 lines and the dot formation by the 1024 nozzles are sequentially and repeatedly executed.
[0072]
FIG. 6 is a diagram for explaining the state of this printing scan.
[0073]
Hereinafter, the operation of generating print data (pass data) in each print scan will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic block diagram of the band memory control block in the engine focusing on generation of pass data which is print data for each print scan for realizing multi-pass printing. Here, a single ink color will be described for simplicity.
[0074]
A memory unit 201 temporarily stores dot data input from a controller (not shown). Reference numeral 202 denotes an input control unit which performs a process of writing recording data to the memory unit 201. An output control unit 203 reads dot data of an area required for each scan in accordance with information on a detected position of a print head on a recording sheet. Reference numeral 204 denotes a mask table, which stores mask data to be referred to in the path data generation processing. Reference numeral 205 denotes a mask processing unit, which generates pass data used in each scan by performing a mask process on output data of the output control unit 203. A control unit 210 monitors the state of each unit and performs various controls in response to control signals from inside and outside the drawing.
[0075]
A basic path data generation operation will be described. Raster-scanned binary (1 bit) image data (dot data) is input from outside the figure, and is temporarily stored in the memory unit 201 via the input control unit 202. Here, dot data 1 means that a dot is formed, and 0 means that a dot is not formed. The output control unit 203 stores the binary image data stored in the memory unit 801 for each scan according to the position of the nozzle group corresponding to each ink color on the paper based on the print area control and the scan information from the control unit 210. Are sequentially read. The mask table 204 stores 1-bit mask data having a size of 1024 in the main scanning direction × 1024 in the sub-scanning direction for mask processing. Mask data 1 indicates non-mask, and 0 indicates mask. FIG. 10 shows an example of the mask table. In FIG. 10, A is for the first pass, B is for the second pass, and both are complementary mask tables.
The mask processing unit 205 performs mask processing of the binary image data read from the memory unit 801 by the output control unit 203 using the mask information stored in the mask table 204. Specifically, if the mask data is 1, the dot data is output as it is, and if the mask data is 0, the dot data is replaced with 0 and output. One data transfer unit is 1024 pixel data corresponding to the number of used nozzles.
[0076]
Next, the relationship between a matrix used for pseudo gradation expression and a mask table for multi-pass processing, which is a characteristic of the present invention, will be described in detail.
[0077]
As described above, the size of the matrix (dither matrix) for pseudo gradation expression by the dither method is 128 in the main scanning direction × 128 in the sub-scanning direction, and the size of the mask table referred to in the mask processing for multi-pass printing is determined. The size for each scan is 1024 in the main scanning direction × 512 in the sub-scanning direction. Here, the size of the mask table is exactly eight times the size of the dither matrix in the main scanning direction and exactly four times the size of the dither matrix in the sub-scanning direction, and is configured according to each threshold value of the dither matrix. The distribution ratio to each scan (nozzle) is determined for each area. FIG. 7 shows the coordinate relationship between the dither matrix and the mask table.
[0078]
A specific example will be described. Here, a case will be described as an example in which the distribution ratio between the first pass as the preceding scan and the second pass as the succeeding scan is controlled in accordance with the threshold region.
[0079]
FIG. 1 is a table for explaining the distribution ratio for each threshold region. Here, T1 is a ratio correction boundary having a value in a range of 0 to 50, and S1 is a ratio correction coefficient having a value in a range of 0 to 100. The values of S1 and T1 are optimized according to the ink absorption characteristics of the target recording medium, the relationship between the image forming resolution and the dot diameter, the number of scans for completing the image (the number of recording passes), and the like. As shown in FIG. 5, for coordinates corresponding to threshold values from 0 to T1, masks are respectively set at a 50% ratio so that dot distribution to the first pass (A) and the second pass (B) becomes uniform. Set OFF (1).
[0080]
For the coordinates corresponding to the threshold value exceeding T1, the dot allocation to the first pass (A) is relatively reduced, and (50-S1)% for the first pass (A) and the second pass ( Mask OFF (1) is set at a ratio of (50 + S1)% to B). Thereby, dots are uniformly allocated to each scan (nozzle) up to a predetermined density, and when the density exceeds the predetermined density, the dot allocation rate to the nozzles associated with the first pass (A) is changed to the second pass (B). Will be lower than the dot allocation rate to the nozzles associated with. As a result, the dot area formed in the first pass and the dot area formed in the second pass can be averaged, and the difference in color between the forward scan and the backward scan is offset, and the bidirectional difference can be achieved. It is possible to suppress color unevenness in each recording corresponding to the paper conveyance width. In addition, since the discharge duty at the leading end of the scanning area is limited, it is possible to suppress the occurrence of a connecting streak generated at a connecting point between scans.
[0081]
That is, in low density where connection streaks and color unevenness are less likely to appear, multi-pass printing is performed by uniformly assigning dots to each nozzle, and in high density where unevenness is conspicuous, dot allocation in a key area is suppressed. This suppresses deterioration of image quality. As a result, it is possible to efficiently and uniformly form an image without unevenness while realizing effective multi-pass printing and without reducing the life of the print head.
[0082]
As described in detail above, a threshold matrix used for pseudo-gradation expression is associated with a mask table to be referred to in multi-pass printing, and each scan (each nozzle) is performed at an optimal ratio for each threshold (density) region. By executing the dot distribution to the, it is possible to suppress deterioration of image quality and to realize high-quality image formation without density unevenness without causing a remarkable increase in load on a specific nozzle.
[0083]
(Second embodiment)
In the first embodiment, the method of controlling the dot distribution ratio between the first pass and the second pass in two-pass printing using the table reference method has been described in detail. The present invention is not limited to controlling the dot distribution ratio between scans. For example, it is also possible to adjust the ratio for a group of nozzles.
[0084]
In the second embodiment, an example will be described in which the dot distribution rate is controlled for nozzle groups grouped in 4-pass printing.
[0085]
The configuration of the ink jet recording apparatus according to this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIGS. 2 and 3). Similarly to the first embodiment, a dither method using a dither matrix of main scanning direction 128 × sub-scanning direction 128 is adopted, and dots are distributed to each scan (nozzle) with reference to mask information of a mask table. This realizes 4-pass printing.
[0086]
Each nozzle is grouped as follows. Here, nozzles # 0 to # 15 are group 1A, nozzles # 16 to # 255 are group 1B, nozzles # 256 to # 271 are group 2A, nozzles # 272 to # 511 are group 2B, and nozzles # 512 to # 527 are nozzles # 512 to # 527. Group 3A, nozzles # 528 to # 767 are defined as group 3B, nozzles # 768 to # 783 are defined as group 4A, and nozzles # 784 to # 1023 are defined as group 3B. FIG. 9 shows an example of the mask table. A is for the first pass, B is for the second pass, C is for the third pass, and D is for the fourth pass. The mask tables for the nozzle groups 1A, 2A, 3A, and 4A or the mask tables for the nozzle groups 1B, 2B, 3B, and 4B are set to have a complementary relationship. FIG. 10 is a diagram for explaining the state of the printing scan.
[0087]
As described above, the size of a matrix (dither matrix) for pseudo gradation expression by the dither method is 128 in the main scanning direction × 128 in the sub-scanning direction, and is configured according to each threshold of the dither matrix. The distribution ratio to each scan (nozzle) is determined for each threshold (density) region. FIG. 11 shows the coordinate relationship between the dither matrix and the mask table.
[0088]
FIG. 8 is a table for explaining the distribution ratio for each threshold region. For the coordinates corresponding to the threshold values from 0 to T2, mask OFF (1) is set at a rate of 25% so that the dot distribution for all nozzle groups is uniform. For coordinates corresponding to the threshold value exceeding T2, the dot assignment to the nozzle group 1A is relatively reduced, and instead, the dots are distributed to the nozzles 2A, 3A, and 4A. That is, the mask OFF (1) is set at a ratio of (25-3 * S2)% for the nozzle group 1A and (25 + S2)% for the nozzle groups 2A, 3A, and 4A. For the nozzle groups 1B, 2B, 3B, and 4B, mask OFF (1) is set at a rate of 25%.
[0089]
As a result, dots are uniformly allocated to each scan (nozzle) up to the predetermined density, and when the density exceeds the predetermined density, the dot allocation rate to the nozzles associated with the nozzle group 1A relatively decreases. Become. As a result, it is possible to reduce only the dot ratio formed at the leading end of the print head, and it is possible to efficiently suppress the occurrence of a connecting streak generated at a joint between scans.
[0090]
That is, in low density where connection streaks and color unevenness are less likely to appear, multi-pass printing is performed by uniformly assigning dots to each nozzle, and in high density where unevenness is conspicuous, dot allocation in a key area is suppressed. This suppresses deterioration of image quality. As a result, it is possible to efficiently and uniformly form an image without unevenness while realizing effective multi-pass printing and without reducing the life of the print head.
[0091]
As described in detail above, a threshold matrix used for pseudo-gradation expression and a mask table to be referred to in multi-pass printing are associated with each other, and dots for each scan (each nozzle) are formed at an optimal ratio for each threshold region. By executing the distribution, it is possible to suppress deterioration of image quality and to realize high-quality image formation without density unevenness without causing a remarkable increase in load on a specific nozzle.
[0092]
(Other Examples)
In the first and second embodiments, the case where the dither matrix and the mask table are associated with each other in the pseudo gradation expression using the dither method has been described in detail. The present invention is not limited to the pseudo gradation expression by the dither method, but can be applied to various halftone processing methods. For example, for the error diffusion method, a mask table can be formed by correlation with a threshold matrix used for the purpose of reducing unsightly patterns peculiar to error diffusion and speeding up response.
[0093]
Further, in the first and second embodiments, the case where the ratio correction boundary T and the ratio correction coefficient S are set one by one has been described, but it is also possible to perform stepwise control. is there.
[0094]
In the first and second embodiments, an example is described in which the approach of adjusting the mask table side for distributing dots to each scan in multi-pass printing is adopted. It is also possible to realize by adjusting the threshold matrix side to be set according to the mask table. For example, in a system in which a staggered pattern is formed in a preceding (first) scan and an inverted staggered pattern is formed in a subsequent (second) scan, a threshold matrix is configured such that the staggered / inverted staggered pattern has a dot distribution according to a threshold. Is what you do.
[0095]
In the first embodiment, two-pass printing in which an image is completed in two scans is described, and in the second embodiment, four-pass printing in which an image is completed in four scans is described. It is also possible to apply to three-pass or multi-pass printing of four or more. Also, a case has been described in which dot distribution to each scan (nozzle) is controlled in a table reference method in which pass data is generated by thinning out print data using a random mask pattern or the like arranged in a random manner. The method of generating pass data is not limited to the table reference method, but is applicable to all methods using a mask pattern, such as a fixed mask method for thinning out using even-row / odd-row patterns or staggered / inverted staggered patterns. can do.
[0096]
Further, in the first and second embodiments, the case where an image is finally formed using binary image data by using dots of a single size (binary recording) has been described. It may be one that selectively forms dots of a plurality of different sizes based on image data to complete an image (multi-value recording) or one that overprints the same ink.
[0097]
In the first and second embodiments, the ink jet recording apparatus using four color inks of black (Bk), cyan (Cy), magenta (Mg), and yellow (Ye) has been described. The color type is not limited to this. Three-color inks other than Bk may be used, or other special colors may be added, or low-density light-color inks such as light Cy and light Mg may be used in combination. Further, the number of printheads to be mounted is not limited to one set (one for each color), and the present invention can be applied to an ink jet recording apparatus that includes a plurality of printheads (two or more for each color) and realizes high-speed processing.
[0098]
In the first and second embodiments, the configuration in which the halftone processing and the pass data processing are performed inside the ink jet printing apparatus has been described. Obviously, the configuration may be realized.
[0099]
The present invention is not limited by the operation principle or configuration of the print head. That is, the print head is provided with a heating element (electric / thermal energy conversion element) in the vicinity of the discharge port, and applies an electric signal to the heating element to locally heat the ink to cause a pressure change, thereby causing the ink to change in pressure. A thermal method in which the ink is ejected from the ejection port, or a piezo method in which the ink is ejected by applying a mechanical pressure to the ink using an electric / pressure converting means such as a piezo element may be used.
[0100]
Further, the form of the ink jet recording apparatus according to the present invention is not limited to the one provided integrally or separately as an image output apparatus of an information processing apparatus such as a computer or a word processor. Or a facsimile machine having the same.
[0101]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, a print head having a plurality of ejection sections is scanned a plurality of times over the same area on a recording medium, and ink is applied to the recording medium based on input image information. An ink jet recording apparatus that prints an image by ejecting and forming dots on each pixel, the threshold matrix used for halftone processing by adaptively controlling the dot distribution for each scan according to the density level And a mask pattern for multi-pass printing in association with each other, and controlling the mask OFF ratio in each scan (nozzle) for a threshold (group) forming a threshold matrix, according to the density of image information. Optimized control of dot allocation to each scan (nozzle) can be performed, and it can be used for connection streaks and bidirectional printing that occur at the connection of each scan. It is possible to effectively suppress the image quality deterioration such as color unevenness of each paper conveying width that.
[0102]
That is, by setting the mask OFF ratio for each scan (nozzle) with respect to the threshold value forming the threshold matrix used in the halftone process, the mask process for each scan (nozzle) is adaptively performed according to the image density level. In addition, it is possible to provide an ink jet recording apparatus that realizes high-quality, high-quality, and reliable image formation without causing unevenness in the load on a specific nozzle in a steady state, and without causing unevenness in the load. It has an excellent effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating control of a dot distribution ratio for each scan with respect to a threshold value according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram related to path data generation in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a recording unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a nozzle arrangement of a print head according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a state of print scanning in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a mask table for generating path data according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a coordinate relationship between a threshold matrix and a mask table according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating control of a dot distribution ratio for each scan with respect to a threshold value according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining a state of print scanning in a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a mask table for generating path data according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a coordinate relationship between a threshold matrix and a mask table according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic block diagram of a controller unit in the ink jet recording apparatus.
FIG. 13 is a schematic block diagram of an engine unit in the ink jet recording apparatus.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a mask table for generating path data.
FIG. 15 is a diagram illustrating a state of multi-pass printing using a mask table.
FIG. 16 is a diagram for explaining an area where density unevenness occurs.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a nozzle arrangement of a four-color print head.
FIG. 18A is a schematic diagram for explaining how Cy-Mg ink penetrates and fixes a recording medium during forward scanning. (B) is a schematic diagram for explaining how the Cy-Mg ink penetrates and fixes the recording medium in the backward scanning.
FIG. 19 is a view for explaining the state of print scanning in two-pass printing by zigzag thinning.
FIG. 20 is a diagram illustrating how dots are formed in two-pass printing by zigzag thinning.
[Explanation of symbols]
1611 Operation panel interface
1612 Operation panel
1613 Image data processing block
